辽宁省近54年旱涝特征分析及其对大气环流响应研究
发布时间：2021-04-11 08:42
在全球气候变暖背景下,探讨区域旱涝时空演变及成因对实现抗旱减灾和社会可持续发展至关重要。本文以辽宁省为研究基点,以标准化降水蒸散指数（SPEI）为旱涝量化指标,运用滑动平均、小波变换、经验正交分解等方法对辽宁省近54年旱涝时空演变特征进行分析,并结合太阳黑子和遥相关指数,运用交叉小波方法探讨旱涝特征对各因子的响应。结果表明:（1）时间尺度上,辽宁省SPEI指数存在29a的主周期和5a、9a次周期,且近54年以0.143/10a的速率向湿润化发展;（2）空间模态上,受大尺度气候系统的影响,第一模态表现为全区一致的湿润化趋势,东西反向差异为第二模态,反映了地理位置、海陆分布对SPEI指数的影响;（3）成因上,受太阳活动影响在太阳黑子数极值年份易发生旱涝灾害,两序列在时频上存在8～12a周期,表现为显著的反相位共振关系;SPEI与ENSO、NAO指数呈负相关,与PDO和AO指数呈正相关,且存在不同时间尺度的共振周期。
【文章来源】：水利学报. 2020,51(12)北大核心EICSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
辽宁省SPEI时间序列
为更好了解辽宁省旱涝空间分布特征，采用EOF方法对辽宁省1965—2018年SPEI指数进行分解，并进行North显著性检验[19]，绘制辽宁省旱涝主要空间分布模态。表2为辽宁省SPEI值EDF分解的前5个特征值的累计贡献率，其中，前5个特征向量贡献率达到77.64%，但只有前2个特征值的误差范围不重叠，通过显著性检验，前2个特征向量累计贡献率为60.38%，因此前两个特征向量可很好解释辽宁省近54年的时空分布类型。第一模态特征向量方差贡献率为50.85%，远高于其他模态，是辽宁省旱涝变化的主要空间分布形式。图3(a）显示第一模态系数在0.05～0.28之间，全省均表现为正值，表明1965—2018年辽宁省旱涝变化具有高度一致性，即要么全省偏旱要么全省偏涝，这种现象是受大尺度气候系统影响形成的。高值中心位于辽中一带，说明该区旱涝变化最为明显，反应最为敏感。从图3(b）可以看出，时间系数在近54年呈不显著上升趋势，说明全区向湿润化演变，旱情有所缓解。
第一模态特征向量方差贡献率为50.85%，远高于其他模态，是辽宁省旱涝变化的主要空间分布形式。图3(a）显示第一模态系数在0.05～0.28之间，全省均表现为正值，表明1965—2018年辽宁省旱涝变化具有高度一致性，即要么全省偏旱要么全省偏涝，这种现象是受大尺度气候系统影响形成的。高值中心位于辽中一带，说明该区旱涝变化最为明显，反应最为敏感。从图3(b）可以看出，时间系数在近54年呈不显著上升趋势，说明全区向湿润化演变，旱情有所缓解。第二模态特征向量方差贡献率为9.53%，也是典型的旱涝主要分布形式，其对应的空间系数在-0.55～0.46之间，如图4所示。这种形式正值中心出现在辽西北和辽中，负值中心出现在辽北辽东，呈现辽西-辽东反向分布模式，即要么辽西偏旱辽东偏涝，要么辽西偏涝辽东偏旱，说明除受大尺度气候因子外，还受地理位置，地形条件的影响。与唐亚平等[23]对辽宁省旱涝分区的研究结果保持一致。从第二模态时间系数长时间序列的变化特征来看，时间系数在1965—2018年呈上升趋势，并通过显著性检验，年代变化特征表现为1990年代前为负值，之后多为正值，说明辽宁省在1990年代前表现为辽西干旱辽东湿润，之后辽西地区向湿润化发展，辽东向干旱化方向发展，时间系数与典型向量场所反映的信息保持一致。
【参考文献】：
期刊论文
[1]1960—2016年黄土高原多尺度干旱特征及影响因素[J]. 孙艺杰,刘宪锋,任志远,李双双. 地理研究. 2019(07)
[2]1961—2015年淮河流域气象干旱发展过程和演变特征研究[J]. 方国华,涂玉虹,闻昕,颜敏,谭乔凤. 水利学报. 2019(05)
[3]辽宁省粮食供给情况研究与分析[J]. 付明. 辽宁农业科学. 2018(03)
[4]基于EOF的福建省降水量时空变化特征分析[J]. 赵嘉阳,王文辉,靳全锋,田超,杨淑妍,林玉蕊. 重庆理工大学学报(自然科学). 2017(02)
[5]甘肃河东玉米种植区春夏气象干旱时空变化特征及其与环流因子关系[J]. 季定民,张勃,王东,马琼,张耀宗,赵一飞,Yousif Elnour Yagoub. 自然资源学报. 2015(09)
[6]太阳活动年代际变化对现代气候影响的研究进展[J]. 肖子牛,钟琦,尹志强,周立旻,宋燕,韩延本,黄聪,潘静,赵亮. 地球科学进展. 2013(12)
[7]基于SPEI的北京低频干旱与气候指数关系[J]. 苏宏新,李广起. 生态学报. 2012(17)
[8]1964—2008年辽宁省旱涝时空分布特征及演变趋势[J]. 唐亚平,张凯,李忠娴,李岚,戴新童,严晓瑜. 气象与环境学报. 2011(02)
[9]中国北方近百年干湿变化与太平洋年代际振荡的关系[J]. 马柱国,邵丽娟. 大气科学. 2006(03)
[10]最近530年冬季北大西洋涛动指数与中国东部夏季旱涝指数之联系[J]. 符淙斌,曾昭美. 科学通报. 2005(14)
硕士论文
[1]辽宁省植被动态演变及其气候驱动因子分析[D]. 张亮亮.辽宁师范大学 2017
本文编号：3130942
【文章来源】：水利学报. 2020,51(12)北大核心EICSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
辽宁省SPEI时间序列
为更好了解辽宁省旱涝空间分布特征，采用EOF方法对辽宁省1965—2018年SPEI指数进行分解，并进行North显著性检验[19]，绘制辽宁省旱涝主要空间分布模态。表2为辽宁省SPEI值EDF分解的前5个特征值的累计贡献率，其中，前5个特征向量贡献率达到77.64%，但只有前2个特征值的误差范围不重叠，通过显著性检验，前2个特征向量累计贡献率为60.38%，因此前两个特征向量可很好解释辽宁省近54年的时空分布类型。第一模态特征向量方差贡献率为50.85%，远高于其他模态，是辽宁省旱涝变化的主要空间分布形式。图3(a）显示第一模态系数在0.05～0.28之间，全省均表现为正值，表明1965—2018年辽宁省旱涝变化具有高度一致性，即要么全省偏旱要么全省偏涝，这种现象是受大尺度气候系统影响形成的。高值中心位于辽中一带，说明该区旱涝变化最为明显，反应最为敏感。从图3(b）可以看出，时间系数在近54年呈不显著上升趋势，说明全区向湿润化演变，旱情有所缓解。
第一模态特征向量方差贡献率为50.85%，远高于其他模态，是辽宁省旱涝变化的主要空间分布形式。图3(a）显示第一模态系数在0.05～0.28之间，全省均表现为正值，表明1965—2018年辽宁省旱涝变化具有高度一致性，即要么全省偏旱要么全省偏涝，这种现象是受大尺度气候系统影响形成的。高值中心位于辽中一带，说明该区旱涝变化最为明显，反应最为敏感。从图3(b）可以看出，时间系数在近54年呈不显著上升趋势，说明全区向湿润化演变，旱情有所缓解。第二模态特征向量方差贡献率为9.53%，也是典型的旱涝主要分布形式，其对应的空间系数在-0.55～0.46之间，如图4所示。这种形式正值中心出现在辽西北和辽中，负值中心出现在辽北辽东，呈现辽西-辽东反向分布模式，即要么辽西偏旱辽东偏涝，要么辽西偏涝辽东偏旱，说明除受大尺度气候因子外，还受地理位置，地形条件的影响。与唐亚平等[23]对辽宁省旱涝分区的研究结果保持一致。从第二模态时间系数长时间序列的变化特征来看，时间系数在1965—2018年呈上升趋势，并通过显著性检验，年代变化特征表现为1990年代前为负值，之后多为正值，说明辽宁省在1990年代前表现为辽西干旱辽东湿润，之后辽西地区向湿润化发展，辽东向干旱化方向发展，时间系数与典型向量场所反映的信息保持一致。
【参考文献】：
期刊论文
[1]1960—2016年黄土高原多尺度干旱特征及影响因素[J]. 孙艺杰,刘宪锋,任志远,李双双. 地理研究. 2019(07)
[2]1961—2015年淮河流域气象干旱发展过程和演变特征研究[J]. 方国华,涂玉虹,闻昕,颜敏,谭乔凤. 水利学报. 2019(05)
[3]辽宁省粮食供给情况研究与分析[J]. 付明. 辽宁农业科学. 2018(03)
[4]基于EOF的福建省降水量时空变化特征分析[J]. 赵嘉阳,王文辉,靳全锋,田超,杨淑妍,林玉蕊. 重庆理工大学学报(自然科学). 2017(02)
[5]甘肃河东玉米种植区春夏气象干旱时空变化特征及其与环流因子关系[J]. 季定民,张勃,王东,马琼,张耀宗,赵一飞,Yousif Elnour Yagoub. 自然资源学报. 2015(09)
[6]太阳活动年代际变化对现代气候影响的研究进展[J]. 肖子牛,钟琦,尹志强,周立旻,宋燕,韩延本,黄聪,潘静,赵亮. 地球科学进展. 2013(12)
[7]基于SPEI的北京低频干旱与气候指数关系[J]. 苏宏新,李广起. 生态学报. 2012(17)
[8]1964—2008年辽宁省旱涝时空分布特征及演变趋势[J]. 唐亚平,张凯,李忠娴,李岚,戴新童,严晓瑜. 气象与环境学报. 2011(02)
[9]中国北方近百年干湿变化与太平洋年代际振荡的关系[J]. 马柱国,邵丽娟. 大气科学. 2006(03)
[10]最近530年冬季北大西洋涛动指数与中国东部夏季旱涝指数之联系[J]. 符淙斌,曾昭美. 科学通报. 2005(14)
硕士论文
[1]辽宁省植被动态演变及其气候驱动因子分析[D]. 张亮亮.辽宁师范大学 2017
本文编号：3130942
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